AX3005

10W 立体声 D 类音频功率放大器 产品概述

AX3005 是一款用于驱动桥接立体声扬声

器、每声道 10W 的高效 D 类音频放大器。它可

以驱动低至 8Ω 的立体声扬声器。当播放音乐

时，由于 AX3005 的高效率，因此不需要额外

的散热片。 放大器的增益由两个增益选择端控制。可选

的增益包括 15.3、21.2、27.2 和 31.8 dB。 电路具有输出短路保护功能，可防止输出端

到电源、地及其它输出端的短路。热保护功能可

保证芯片不会超过 大结温。

主要特点

在 17V 工作电压、16Ω 负载时输出功

率为 10W/声道 在 13V 工作电压、8Ω 负载时输出功

率为 10W/声道 D 类放大器，效率可达 92％，不需要

额外的散热片 工作电压范围：8.5V 到 18V 四个可选择的固定增益 差分输入降低共模噪声 ELQFP48 和 HSOP28 封装 热保护和短路保护

典型应用

LCD 显示器、电视、便携式 PC

引出端排列

ELQFP48(带散热垫)

BSR

N

PVC

CR

PV

CC

R

RO

UTN

R

OU

TN

PGN

DR

PG

ND

R

RO

UTP

R

OU

TP

PVC

CR

PV

CC

R

BSR

P

SHUTDOWN VCLAMPR RINN NC RINP NC V2P5 AVCC LINP NC LINN NC

AVDDREF AGND NC AVDD

GAIN0 COSC GAIN1 ROSC

NC AGND NC VCLAMPL

BSL

NPV

CC

LPV

CC

LLO

UTN

LOU

TNPG

ND

LPG

ND

LLO

UTP

LOU

TPPV

CC

LPV

CC

LB

SLP

V. 2.0 第 1 页 共 25 页

＝ 散热垫

AX 3005A

TEL:0755-82863877 13242913995 E-MAIL:panxia168@126.com

AX3005

V. 2.0 第 2 页 共 25 页

引出端排列（续）

HSOP28(带散热垫)

LINP V2P5 LINN RINP

GAIN0 RINN GAIN1 SHUTDOWNBSLN SRN B

P VCCL PVCCRLOUTN ROUTN

PGND PGND

LOUTP ROUTP PVCCL PVCCR

BSLP BSRP VCL PR AMPL VCLAM

AGND AVCC ROSC AGND COSC AVDD

引出端功能

管脚号

AX3005A AX3005H 符号 I/O 功能描述

1 25 SHUTDOWN I IC 关断信号（低电平：关断，高电平：工作）， 兼容 TTL 逻辑电平

2 26 RINN I 右声道负端音频输入

3 27 RINP I 右声道正端音频输入

4 28 V2P5 O 模拟单元 2.5V 基准

5 1 LINP I 左声道正端音频输入

6 2 LINN I 左声道负端音频输入

7 -- AVDDREF O 控制电阻或直接连接 GAIN 1、5V 基准输出，接增益GAIN 0

8 -- NC − 接 无内部连

9 3 G 效位，兼容 TTL 逻辑电平 AIN 0 I 增益设置低有

10 4 GAIN 1 I 增益设置高有效位，兼容 TTL 逻辑电平

AX

3005

H

AX3005

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（接上页）

管脚号

AX3005A AX3005H 符号 I/O 功能描述

11 -- NC

12 -- NC − 无内部连接

13 5 BSLN / 输出 − 左声道负半桥自举输入

14

15 6 P 或 AVCC VCCL − 左声道 H 桥电源，不连接 PVCCR

16

17 7 LOUTN O 左声道负端半桥输出

18

19 -- PGNDL − 左声道 H 桥地电位

20

21 8 LOUTP O 左声道正端半桥输出

22

23 9 PVCCL − 左声道 H 桥电源，不连接 PVCCR 或 AVCC

24 10 BSLP − 左声道正半桥自举输入 / 输出

25 11 VCLAMPL 电压 − 内部产生的为左声道自举供电的

26 12 AGND − 内部数字 / 模拟单元的模拟地

27 13 ROSC I 置电阻 /O 三角波产生器输入 / 输出电流设

28 14 COSC I/O 三角波产生器电容充 / 放电电流输入 / 输出

29 15 AVDD O 5V 稳压输出，用于内部单元及 GAIN1、GAIN0，不

用于驱动其它外部电路 30 16 AGND 拟地 − 内部数字 / 模拟单元的模

31 − 无内部连接

32 -- NC

− 无内部连接

33 17 A CC ，不内接 PVCCR 或 PVCCL V − 模拟电源电压

34 − 无内部连接

35 -- NC

− 无内部连接

36 18 VCLAMPR 右声道自举供电的电压 − 内部产生的为

37 19 BSRP − 右声道正半桥自举输入 / 输出

38

39 20 P 或 AVCC VCCR − 右声道 H 桥电源，不连接 PVCCL

40

41 21 ROUTP O 右声道正端半桥输出

42

43 -- PGNDR − 右声道 H 桥地电位

AX3005

V. 2.0 第 4 页 共 25 页

（接上页）

管脚号

AX3005A AX3005H 符号 I/O 功能描述

44

45 22 ROUTN O 右声道负端半桥输出

46

47 23 PVCCR − 右声道 H 桥电源，不连接 PVCCL 或 AVCC

48 24 BSRN − 右声道负半桥自举输入 / 输出

-- -- PGND AX3005H（HSOP28 封装）的功率地，接地

-- -- 散热垫 − AGNDAX3005A（ELQFP48 封装）的散热垫，连接

和 PGND，应为 AGND 和 PGND 的中心点。内部与

AGND 阻性连接

推荐工作条件

项目 符号 条件 最小值 最大值 单位

工作电 PVCC，AVCC 压 VCC 8.5 18 V 高电平输入电压 VIH SHUTDOWN，GAIN 0，GAIN 1 2 -- V 低电平输入电压， VIL SHUTDOWN，GAIN 0，GAIN 1 -- 0.8 V

SHUTDOWN，VI = VC C = 18 V -- 10 μA 高电平输入电流 IIH

GAIN 0，GA CC = 18 VIN 1，VI = 5.5 V，V -- 1 μA

SHUTDOWN，VI = VCC = 18 V -- 1 μA 低电平输入电流 IIL

GAIN 0，GA CC = 18 VIN 1，VI = 5.5 V，V -- 1 μA 振荡频率 fOSC 2 3 频率可由 ROSC和 COSC选择 00 00 kHz 工作温度 TA −25 85

AX3005H(HSOP28) 30 / W从芯片表面到外R )

界环境的热阻 th ( j-aAX3005A(ELQFP48) 50 / W

最大额定值 (若无特殊说明，在室温下)

项目 符号 条件 范围 单位

工作电压范围 AVCC，PVCC −0 0 .3～ 2 V

负载电阻 RL ≥ 6 Ω

SHUTDOWN −0.3～ 3 VCC +0. V 输入电压范围

GAIN 0、GAIN 1、RINN、RINP、LINN、LINP VI

0.3～ 6 V

功耗 2.5 W

工作温度范围 T −2 A 5～ 85

存储温度范围 Tstg −55～ 150

注：使用时超过以 大额定值有可能造成器件的永久性损伤。 大条件 间有可能

影响器件的工作可靠性。 上绝对 超过一定时

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直流电气参数（如无其它说明，TA ＝ 25，VCC ＝ 12V，RL ＝ 8Ω）

参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位

D类输出失调电

压（差动测量） |V | INN 和 INP 相连，Gain=36dB 2 5 55 mVOO

2.5V 偏置电压 V2P5 无负载 -- 2.5 -- V +5V 内部工作

电压 AVDD I =1 A，L 0m SHUTDOWN =2V，VCC =8.5V to 18V

4.5 5 5.5 V

电源抑制比 PSRR V 12.5V − dB CC =11.5V to -- 80 -- 静态工作电流 CCI SHUTDOWN =2V，无负载 mA-- 25 35 关断模式 静态工作电流 IC （S ）C D SHUTDOWN =0V -- 1.6 25 μA

高端 m-- 500 -- Ω低端 m-- 500 -- Ω漏源导通电阻 r DS（on）

VCC =12V， IO =1A，

1 总值 -- 1100 300 mΩ

GAIN 0 = 0.8V 14.6 16.2 15.3 dB GAIN 1 = 0.8V

0 = 2V 20.5 GAIN 21.2 21.8 dB GAIN 0 = 0.8V 26.4 27.2 27.8 dB

增益 G

GAIN 1 = 2V GAIN 0 = 2V 31.1 31.8 32.5 dB

开启时间 Ton CV2P5 =1μF，SHUTDOWN =2V -- 16 -- ms关断时间 Toff CV2P5 =1μF，SHUTDOWN =0.8V -- 60 -- μs

交流电气参数（如无其它说明， ，VCC ＝ 12 L＝ 8 TA＝ 25 V，R Ω）

参数 符号 测试条件 典型值 单位

电源电压抑制比 K PP 增益=15.6dB，交流 −70 dB SVR 20Hz to 1kHz 之间 200mV 的纹波，

输入接地

THD+N=0.23%，f=1kHz，RL =8Ω，VCC =12 V 6 W

THD+N=10%，f=1kHz，RL =8Ω，VCC =12 V 8.5 W

THD+N=10%，f=1kHz，RL =8Ω，VCC =13 V 10 W

THD+N=0.16%，f=1kHz，RL =16Ω，VCC =17 V 5 W

连续时间输出功率 PO

THD+N=10%，f=1kHz，RL =16Ω，VCC =17 V 10 W 总谐波失真与噪声

之和 THD + N PO =1W，f =1kHz，RL =8Ω 0.1 %

输出综合本底噪声 Vn 20Hz 到 22kHz，A 加权滤波器，增益 =15.6dB −80 dB

串扰 PO =1W，RL =8Ω，增益 =15.6dB，f=1kHz −93 dB

信噪比 SNR THD+N≤0 .5% 大输出，增益 =15.6dB ，f=1kHz 97 dB

热保护触发点 150

热滞后 20

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应用说明

功能框图

1 传统 D 类调制方案

传统 D 类调制的两个输出具有 180 度的相位差，变化范围在地电位和工作电压之间。其电压和

电流波形示意图如图 1 所示。注意，即使加在负载上的平均电压为 0V（占空比为 50％时），输出

电流仍然很大，导致高的损耗和大的工作电流。

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图 1 传统 D 类调制方案

2 AX3005 调制方案 AX3005 每个输出也是从 0 到工作电压之间变化，但是，在没有输入时 OUTP 和 OUTN 是同相

的。当输出电压为正时，OUTP 的占空比大于 50％，OUTN 的占空比少于 50％。当输出电压为负

时，OUTP 的占空比小于 50％，OUTN 的占空比大于 50％。在转换的大部分时间里负载两端的电

压是 0V，这样极大地减小了转换电流，即减少了在负载上的 I 2R 损耗。

图 2 AX3005 输出电压和电流波形

负载两端电压差

电流

负载两端 的电压差

负载两端 的电压差

电流

电流

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3 效率：传统 D 类调制需要 LC 滤波器

传统的 D 类放大器需要输出滤波器，其主要原因是其转换波形导致电流大。这样导致负载损耗

大，使放大器的效率降低。传统 D 类调制的纹波电流很大，这是因为纹波电流是同电压与持续时间

的乘积成正比的。对于传统的 D 类调制来说，差动电压摆幅为 2×VCC，每个电压的持续时间为半

个周期。需要使用一个理想的 LC 滤波器来滤除纹波电流，因为任何电阻都是会产生功耗的。扬声

器同时具有阻性和抗性，而 LC 滤波器几乎是纯抗性的。

即使不用滤波器，AX3005 调制在负载上也几乎没有损耗，这是因为电压脉冲很短，而且电压

的 CC ，而不是 2×VCC 。当输出功率上升、脉冲变宽使得纹波电流变大时，可以使

用一个 LC 滤波器来滤除纹波电流，以提高效率，但是在绝大多数的应用中都不需要使用滤波器。

使用截止频率低于 D 类转换频率的 LC 滤波器会使转换电流流过滤波器而不通过负载。由于滤

波器的电阻低于扬声器，这样可降低功耗，提高放大器的效率。

4 加载方波到扬声器的影响

多年以来，音频专家都建议不要将 果方波波形的振幅足够高，而且

内，则方波可能导致发声线圈跳出扬声器的气隙，导致发声线圈受损。

然而2

损失，那么 AX3005 采

用 8Ω 负载时的 大理论效率计算如下：

放大器的理论输出效率为：

变化也变成了 V

方波加到扬声器上。因为如

其频率处于扬声器的带宽之

，250kHz 的转换频率不会显著地移动发声线圈，因为当频率超过音频频带时，扬声器的纸盆

运动幅度是同 1 / f 成正比的。

如果发声线圈不能承受高频转换电流产生的热量，就可能导致损坏。在评估扬声器上的功率消

耗时，先考虑系统的总效率。如果认为输出晶体管导通电阻造成系统的主要

%86%1003.18

8%100)(

=×+

=×+ onDSl

L

rRR （1）

实测输出功率大约为 6 W，在 坏情况下理论上的总功率计算如下：

W98.686.0W6

)( ===Efficiency

PP OTotal （2）

使用 8Ω 的扬声器在实验室测得的效率为 81％。将测量得到的总功率减去理论上的总功率，就

可计算出不消耗在 RDS(ON)上的功率：

其它损耗＝ （测量值）－ （理论值）＝7.41－6.98＝0.43 W （3）

12V 时的静态工作电流测量值为 22mA。可以假设静态电流包括放大器中的所有其它消耗，例

如偏置和转换的消耗。除此之外的任何功耗都是在扬声器上的消耗，计算如下：

（4）

意，这 计算都是在向扬声器提供 6W 功率时在 坏情况下得到的。因为 0.17W 只是提供

给扬声器功率的 3％，因此可以得出这样的结论，即在扬声器上消耗的功率是非常小的。而且，这

样的功耗远远小于绝大多数系统中扬声器驱动器的规范，因为选择的额定功率通常是为了满足波形

削波所产生的功率的要求。

)(TotalP )(TotalP

W17.0)mA22V12(W43.0)( =×−=DisP

注 些

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5 何时使用输出滤波器

如果从放大器到扬声器的连线较短（≤ 50cm），设计 AX3005 不需要滤波器。与放大器装在同

一机壳中的有源扬声器就是不带滤波器的 D 类放大器的典型应用。

绝大多数 D 类放大器应用都需要使用铁氧体磁珠滤波器。这种滤波器可减小 1MHz（FCC 和

CE 认证只检测 30MHz 以上频率的辐射发射）及以上频率下的电磁干扰（EMI）。应选择高频高阻

抗、低频低阻抗的铁氧体磁珠。

如果电路对低频（≤1MHz）电磁干扰敏感，或者从放大器到扬声器有很长的连线，则需要使

用 LC 输出滤波器。

当 LC 滤波器和铁氧体磁珠滤波器同时使用时，LC 滤波器应该离 IC 尽可能近，磁珠滤波器接

在 LC 滤波器的后面。

图 3 典型的 LC 输出滤波器，截止频率 27 kHz，扬声器电阻 8Ω

图 4 典型的 氧体磁珠滤波器 铁

6

可以通过改变放大器内部输入电阻的抽头来实现表 1中列出的增

由增益设置

降低时，输入阻抗可以增大到 165kΩ。

通过 GAIN 0 和 GAIN 1 输入端设置增益

AX3005 的增益由 GAIN 0 和 GAIN 1 两个输入端设定。

益选择。这样导致输入阻抗（Zi）

决定。实际的增益设置由电阻比来控制，因此不同电路之间的增益偏差很小。然而，由

于输入电阻的实际阻值的漂移，导致输入阻抗可能会漂移 20％。

输入网络（下一节将会讨论）应该在假定输入阻抗为 26kΩ 的条件下设计，这是 AX3005 的绝

对 小输入阻抗。在增益设置

OUTP

OUTN

L1

L2

C1 C2

C3

33µH

33µH 0.47µF0.1µF

0.1µF

OUTP

OUTN 1 nF

1 nF

铁氧体片式

磁珠滤波器

铁氧体片式

磁珠滤波器

AX3005

V. 2.0 第 10 页 共 25 页

表 1 增 益 设 置

放大器增益（dB） 输入阻抗（kΩ） GAIN 1 GAIN 0

典型值 典型值 0 0 15.3 137 0 1 21.2 88 1 0 27.2 52 1 1 31.8 33

7 输入电阻

每种增益设置都是通 到的 以

kΩ过改变放大器的输入电阻得 ，这个电阻可 在 小值 33kΩ 到 大值

137 之间变化。这样就会导致：如果在输入高通滤波器中使用单个电容，当增益级变化时，放大

器的 −3dB 带宽或截止频率就会改变。

可以根据表 1 的 Zi值 式 −3dB 带宽： 中 ，使用公 （5）来计算

ii C Z 21

π f = （5）

8 输入电容 Ci

在典型的应用中，需要一个输入电容（Ci），使放大器将输入信号偏置到合适的直流电平，以达

到 佳的运行状态。在这种情况下， 和放大器的输入阻抗（Z）构成一个高通滤波器，其转折频

率由公式（6）决定。

Ci i

输入 信号

Ci

Zf

ZiIN

fC

−3 dB

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V. 2.0 第 11 页 共 25 页

ii C C Z 2π （6）

Ci的值很重要，因为它直接影响电路的低音（低频）性能。例如，Zi = 137 kΩ，规范要求平坦

低频响应低至 20 Hz，公式（6）可改写成公式（7）：

1f =

C Ii f Z 2

1Cπ

= （7）

在这个例子中，Ci = 58nF，可选择一个 0.1μF 的电容，因为这是通用的电容值。如果增益已知

1 中的 Zi来计算 Ci 。对这个电容的另外考虑是从输入源经过输入网络和反

馈网

电容的正极板应该面对放大器的输入端，因为直流电平保

持在 2.5V，可能高于源直流电平。注意，在应用中确定电容的极性是很重要的。

为了达到 好的开关噪声性能，Ci 应满足 Ci≤ 1μF。

9 电源退耦电容

AX3005 高性能 CMOS 音频放大器， 来保证总输出谐波失

真（THD）尽 电源退耦还可以防止放大器和扬声器之间引线较长时导致的振荡。实现 佳

退耦的方法是针对电源线上不同类型的噪声，采用两个不同类型的电容。对于电源线上的高频瞬态、

尖峰或数字甚高频噪声尖峰，使用优质的低等效串联阻抗（ESR）陶瓷电容器（典型值为 0.1μF），

将之安装在离器件 VCC 引线尽可能近处，可达到 好的工作效果。为了滤除掉低频噪声信号，推荐

使用 10μF 或更大的铝电解电容，靠近音频功率放大器。10μF 电容还可以作为本地存储电容，用于

在放

10 BSN 和 BSP 电容

只使用 NMOS 管，因此，需要自举电容来正确开启每个输出端的高端。在每个

输出端及与其对应的自举输入端之间必须接一个 220nF 的陶瓷电容（耐压至少 25V）。特别是，从

XOU

N 沟功率 MOS 管栅驱动电路的

置电源。在每个高端转换周期，自举电容使栅到源的电压保持足够高，使高端 MOS 管保持导通。

1 钳位电容

为了保证 NMOS 输出管栅到源的 大电压不超出范围，使用两个内部调节器来钳制栅电压。必

在 VCLAMPL 端到地之间和 VCLAMPR 端到地之间各接一个 1μF 的电容，电容的耐压必须至少

25V。钳位端的电压是随 VCC而变的，因此不能用于任何其它电路的供电。

2 内部 5V 电源稳压电容（AVDD端）

AVDD 端是内部产生的 5V 电源的输出端，用于振荡器、前端放大器和音量控制电路。需要在

紧靠该管脚处接一个 1μF 电容，以保持稳压器稳定。

而且是不变的，可使用表

络到负载的泄漏通道。这个漏电流会在放大器输入端产生一个直流失调电压，减小有用的输入

电压余量，特别是在高增益应用中。由于这个原因， 好选择低泄漏电流的钽电容或者陶瓷电容。

当使用极化电容时，在绝大多数应用中，

是一种 它需要对电源进行充分退耦，

可能低。

大器输出端大信号瞬态期间提供电流。

全 H 桥输出级

TP 端到 XBSP 端以及从 XOUTN 到 XBSN 端都必须接一个 220nF 的陶瓷电容器（见后面应用

线路图）。

接在 BSXX 引脚与对应的输出端之间的自举电容的作用是作为

浮

1

须

为

1

AX3005

V. 2.0 第 12 页 共 25 页

这个经过稳压的电压可以用来控制 GAIN 0 和 GAIN 1

13 差分输入

AX3005 INP 输入端，音频源负端接 AX3005 的 INN 输

入端。当将 AX3005 与单端音频源结合起来使用时，要通

端的输入电容值相等）将 INP 输入端或 INN 输入端交流接地，将音频源加到其中一个输入端。在单

端输入应用

，输出

端静音， 千万不要使关断输入端悬空，否则会造成放大器的工作无法预测。

为了达到 佳的关机噪声性能，要在断开电源电压之前，先将放大器置于关断模式。

使用低等效串联电阻（LOW-ESR）的电容

AX3005 的输出端带有短路保护电路，用以防止短路（输出端对输出端短路、输出端对地短路

器件造成的损坏。当在输出端检测到短路时，电路立即禁用输出驱动。

这个故障被

端，但不能用于驱动外部电路。

放大器的差分输入级可去除声道两根输入引线上出现的任何共模噪声。当将 AX3005 与差动音

频源结合起来使用时，将音频源的正端接 的

过一个电容（这个电容值与 INN 端或 INP

中，为了实现 好的噪声特性，没用到的输入端应在音频源（而不是在器件的输入端）

交流接地。

14 关断运行

AX3005 在不工作时采取关断工作模式，使电源电流（ICC）降低到绝对 小值，以降低功耗。

当放大器处于正常的工作状态时，其关断输入端应该保持高电位。拉低关断输入端的电平时

放大器进入低电流状态。

15

在本说明书的整个“应用说明”部分，我们都推荐使用低等效串联电阻的电容，一个实际的电

容（相对于理想电容而言）可以简单地模拟为一个电阻与一个理想电容的串联。电阻上有电压降，

使电容在电路中的有益作用大为降低。这个等效电阻值越小，则实际的电容所起的作用越接近理想

电容。

16 短路保护

以及输出端对 VCC 短路）对

锁存起来，必须通过对 SHUTDOWN 引脚进行电压循环（先将电压拉到逻辑低电平，

再回到正常工作所需的逻辑高电平）的办法才能使之复位。通过电压循环清除了短路标志，如果短

路已消除，器件就会恢复到正常工作状态。如果短路未消除，保护电路会再次启动。

17 热保护

温度下降 20 后，热故障就被清除了。这时器件开始正常工作。

18

靠近 PVCCL 端、PVCCR 端和 AVCC端。V2P5 端

电容、 端电容及钳位（VCLAMPL 端、VCLAMPR 端）电容也应该尽可能靠近器件。大的（10 μF或更 AX3005 PVCCL PVCCR AVCC

AX3005 的热保护功能用来防止内部芯片温度超过 150 时对器件造成损伤。不同器件的触发

点有 ±15 的公差。一旦芯片温度超过设定的温度值，器件就进入关断状态，输出被禁止。这个

故障不锁存，芯片

PCB 布局

因为 AX3005 是一个高速转换的 D 类放大器，为达到 佳性能，PCB 布局应该遵循以下基本规

则：

去耦电容：高频 0.1 μF 去耦电容应该尽可能

AVDD

大）电源退耦电容应该靠近 的 、 和 端。

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V. 2.0 第 13 页 共 25 页

接地：AVCC端去耦电容、AVDD端电容、V2P5 端电容、COSC 端电容及 ROSC 端电阻应该分

端）。PVCC 端退耦电容应该分别接电源地（PGND 端）。模拟地和电源地可

PowerPAD）连接，散热垫应作为 AX3005 的中心接地连接或星形接

地连

19 基本测量系统

论使用下列基本设备的测量方法：

信号发生器；

示出 AB 类放大器和 D 类放大器的基本测量系统框图。一般采用正弦波作为输入信号，因

基本频率（不存在其它谐波）。将分析仪接到音频功率放大器（APA）的输出端，测量

覆盖整个音频频带范围。使用稳压的直流电源，来降低通过电源引脚注入到

音频

须进行 AC 耦

器的输出阻

几百毫欧姆范围，除了与功率相关的计算外，都可以忽略不计。

AB 类放大器系统。该系统输入为模拟信号，产生的输出也为模拟信号。这些

放大器电路可以直接接到

波器，以测

这是因为它采用模拟输入信号，将其转换为脉冲宽度调制（PWM）输出信号，有

地处理这种输出信号。

波器。这是因为有些分析仪的输入端不能准确地处理快速变化的方波输出，因此会记录下非

常高

别接模拟地（AGND以通过封装上裸露的散热垫（

接。一个基本要求是，必须在散热垫（PowerPAD）上形成一个用于与电源地（PGND 端）单

点连接的岛。

输出滤波器：为了实现 好的抗电磁干扰（EMI）性能，铁氧体滤波器（见图 4）应该尽可能靠

近输出端。LC 滤波器（见图 3）也应该靠近输出端。铁氧体滤波器和 LC 滤波器中使用的电容都应

该接电源地。如果两种滤波器都用，那么应该先接 LC 滤波器（在输出级之后）。

这一节集中讨

音频分析仪或频谱分析仪； 数字万用表； 示波器； 双绞线；

功率电阻； 线性稳压电源 滤波器元件； 评估模块（EVM）或其它完整的音频电路。

图 5为它只包含

电压输出。分析仪应能

功率放大器中的噪声和失真。Audio Precision 公司出产的 AP-II 音频测量系统是将信号发生器

和分析仪合在一起的。

发生器的输出与放大器的输入必 合。但是评估模块（EVM）已经带有 AC 耦合电

容 CIN，因此不需要另接耦合电容。发生器的输出阻抗应该低，以防止减弱测试信号，这一点很重要，

因为音频功率放大器的输入电阻不大。相反，分析仪的输入阻抗应该高。音频功率放大

抗 ROUT一般在

图 5（a）所示为

AP-II 音频测量系统或其它分析仪的输入端上。

图 5（b）所示的并不是真正的 D 类放大器系统，在多数的情况下，它需要有低通滤

量音频输出波形。

些分析仪不能准确

AX3005 在工作时使用一种不需要输出滤波器的调制方式，但是在测量时有时却必须使用 RC低通滤

的失真。使用 RC 低通测量滤波器可消除调制波形，这样分析仪就可以测量输出正弦波。

AX3005

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(a) 基本 AB 类放大器

R

(b) 不需要滤波器的传统 D 类放大器

图 5 音频测量系统

20 差分输入和桥接负载输出

D 类音频功放和很多 AB 类音频功放都采用差分输入和桥接负载（BTL所有 ）输出。采用差分

输入时，每个声道有两个输入端，将两端之间的电压差放大。采用差分输入可降低输入电路的共模

噪声

提供给负载的输出功率提

高四

衡输出。

和失真。在音频中通常用 BTL 一词来描述差分输出。BTL 输出有两个输出端，这两个输出端提

供的电压相位相差 180 度，负载接在这两个输出端之间。这样的好处是使

倍，而且可省去一个隔直电容。

测量电路的框图如图 6 所示，差分输入是一对平衡输入，意味着正相输入端和负相输入端具有

相同的对地阻抗。同样，BTL 输出相当于平

信号发生器

电源

分析仪 20 Hz－20 kHz

音频功率

放大器RL

信号发生器

电源

分析仪 20－20 kHz

低通 RC 滤波器

低通 RC 滤波器

率放大器 D 类音频功 RL

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V. 2.0 第 15 页 共 25 页

图 6 差分输入、BTL 输出测量电路

为了达到 好的效果，发生器应该提供平衡的输出，信号应该平衡。可以采用非平衡的输出，

但是它可能形成接地回路，影 。为了使系统完全平衡，分析仪必须同样具有平衡的

输入，从而可消除电路中的任何共模噪声，提供 准确的测量结果。

当音频功率放大器采用差分输入和 BTL 输出时，应该遵循下面这些基本原则： 使用平衡的信号源提供输入信号； 使用具有平衡输入的分析仪；

接使用双绞

当系统环境噪杂时使用屏蔽； 保证从电源到音频功率放大器的连线以及从音频功率放大器到负载的连线可以承受大电流

（见表 2）。

表 2 给出了音频功率放大器电源缆线和负载缆线的推荐线号（美国缆线规格 AWG）。我们真

正需要关心的是电流流过缆线时产生的直流或交流功耗。这些推荐值是根据 25、12 英寸长连线、

响测量的准确性

所有连 线；

20kHz 正弦波信号的条件而给出的。

表 2 电源缆线推荐最小线号

POUT（W） RL（Ω） AWG 线号 直流功耗（mW） 交流功耗（mW） 10 4 18 22 16 40 18 42 2 4 18 22 3.2 8 3.7 8.5 1 8 22 28 2 8 2.1 8.1

<0.75 8 22 28 1.5 6.1 1.6 6.2

21 D 类 RC 低通滤波器

当分析仪的输入端不能处理脉冲宽度调制的 D 类输出波形时，要使用 RC 滤波器来降低方波输

出。这种滤波器对测量准确性几乎没有影响，因为设定的截止频率高于音频频带。方波的高频部分

对测量准确性的影响可以忽略不计，因为它的频率比音频频带范围高得多，而且扬声器纸盆不能响

应这么高的频率。在使用了 LC 低通滤波器的情况下，不需要使用 RC 滤波器。

发生器

评估模块

音频功率放大器

双绞线 双绞线

低通 RC滤波器

低通 RC滤波器

分析仪

RANA

RANA

CANA

CANA

RL

CIN

CIN

RIN

RIN

ROUT

ROUT

RGEN

RGEN

VGEN

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可使用图 7 所示的等效输出电路图来选择 RC 滤波器的元件值。RL是音频功放测试时驱动的负

阻抗。分析仪的输入阻抗规范可从厂家等到，这里用 RANA和 CANA代替。这样可以得出滤波器元

件 RFILT和 CFILT的值。滤波器应在靠近音频功率放大器输出接地端处接地，或者连接到电源接地端

上，以尽量减小接地环路。

载

图 7 D 类音频功放测量低通滤波器

这个电路的传递函数如公式（ 8 ）所示，式中 ωO = REQ CEQ ， REQ =RFILT ||RANA ，

被衰减，应该将滤波频率设置成高于 fMAX（测量带宽的 高

止频率 fC的计算公式。选择的 RFILT值必须足够大，使从负载分流

使分析仪输入电压通过由 RFILT和 RANA构成的分压器时造

测量误差降低到低于 1％。

CEQ =(CFILT + CANA )。为了防止音频信号

频率）。公式（9）提供了这种截

的电流减到 小，但又必须足够小，以便

成的衰减减到 小。根据经验，对于绝大多数测量来说，RFILT应该小一些（～100Ω）。这样在 RANA

≥ 10kΩ的条件下可将

⎟⎟⎠⎝ O

⎞⎜⎜⎛

+⎠IN

ωωj

V1

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=⎟⎟⎞

⎜⎜⎝

⎛ FILTANA

ANA

OUT RRR

V （8）

MAXC ff ×= 2 （9）

率测量 一个例 通过滤 RFILT 必

CFIL 必须减小 10 分之 截止频 元件值

确定 fC 值并选定 R 据公式 器的电

算值相对应的电容， 好选择比计算值小的电容值， 公式（

需求值。

在效 时有 外，就是为了减小 波器分流的电流， 须增大到 10 倍。而

T则 到 一，以保持相同的 率。推荐的滤波器 见表 3。

在 FILT 值之后，就可根 （10）计算出滤波 容值。如果没有与计

使 fC保持大于根据 10）计算出来的 小

FILTCFILT Rf2π ××

表 3 根据普通元件值给出 RFILT和 CFILT的推荐值。在 fMAX =20kHz 的条件下，fC的 初计算值

为 28kHz。计算出的 CFILT值为 57000pF，但是手头没有与该值 接近的 56000pF 或 51000pF 的

电容，而是用 47000pF 的电容代替，这样 fC变为 34kHz，高于要求的 28kHz。

1C = （10）

负载

+

−

+

− −

+ +

−

RFILT

RFILT

CFILT

CFILT

VOUT

CANA

CANA

RANA

RANA

RL VL=VIN

至音频功放

接地端

RC 低通滤波器 音频分析仪输入端

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表 3 典型 RC 测量滤波器值

测 量 RFILT CFILT

效率 1000Ω 5600pF

所有其它测量 100Ω 56000pF

典型特性曲线

名 称 图编号

THD＋ 总 真与噪声之和） 输出功率 8、9 N（ 谐波失 对

THD＋N（总 10、11、12、13 谐波失真与噪声之和） 对频率

闭环相应 14

ICC工作电流 对输出功率 15

效率 对输出功率 16

输出功率 对电源电压 17、18

串扰 对频率 19

KSVR电源纹波抑制比 20 对频率

CMRR 共模抑制比 对频率 21

THD＋N 对 输出功率 THD＋N 对 输出功率

图 8 图 9

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＋N 对频率 THD THD＋N 对频率

图 10 图 11

THD＋N 对频率

THD＋N 对频率

图 13 12 图

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闭环响应 工作电流对输出功率

图 5

效率对总输出功率

14 图 1

输出功率对电源电压

图 16 图 17

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输出功率对电源电压 串扰对频率

图 18 图 19

电源纹波抑制比对频率

共模抑制比对频率

图 20 图 21

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应用线路图

Shutdown/MuteControl

Right DifferentialInputs

Left DifferentialInputs

Gain Control

0.47µF

0.47µF

0.47µF

0.47µF

0.47µF

0.1µF 0.1µF

10µF10µF 220nF220nF

PVCCPVCC

0.1µF 10µF

1µF

1µF

1µF

220pF

120kΩ

AVCC

0.1µF 0.1µF

10µF10µF

220nF220nF

PVCCPVCC

SHUTDOWNRINNRINP

V2P5

LINP

LINNAVDDREF

NCGAIN0

AVDD

GAIN1

NC

NC

VCLAMPR

AVCC

NCNC

NC

NCAGND

COSCROSC

AGND

VCLAMPL

AX 3005A

Optimal output filter for EMI suppression

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应用线路图（续）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14 15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28LINP

LINN

GAIN0

GAIN1

BSLN

PVCCL

LOUTN

PGND

LOUTP

PVCCL

BSLP

VCLAMPL

AGND

ROSC

COSC AVDD

AGND

AVCC

VCLAMPR

BSRP

PVCCR

ROUTP

PGND

ROUTN

PVCCR

BSRN

SHUTDOWN

RINN

RINP

V2P5+

+

+

+ +

+ +

+

+

+ +

+

+

+

+

+ +

+ +

+

+

+

+0.47µF

0.47µF

0.47µF

120kΩ

1µF

10µF

0.1µF

1µF

AVCC

AVCC

AVDD

220pF

120kΩ

1µF

120kΩ

120kΩAVDD

0.47µF

0.47µF

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封装外形图和尺寸

ELQFP48

AX3005

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HSOP28

mm inches 符号

最小值 最大值 最小值 最大值 A － 2.700 － 0.106

A1 0.050 0.200 0.002 0.008 A2 2.250 2.350 0.089 0.093 b 0.230 0.470 0.009 0.019 D 17.890 18.290 0.704 0.720 E 7.300 7.700 0.287 0.303

E1 9.900 10.300 0.390 0.406 e 0.800 BSC 0.031 BSC L 0.550 0.850 0.022 0.033 c 0.250 BSC 0.010 BSC θ 0º 8º 0º 8º

B1 5.150 BSC 0.203 BSC B2 6.400 BSC 0.252 BSC

B1B2

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